Молярная масса плавиковой кислоты. Фтористоводородная кислота

Плавиковая кислота. Свойства. Применение

Что такое плавиковая кислота. Молекула плавиковой (ф тороводородной) кислоты состоит из атома водорода и атома фтора, поэтому химическая формула плавиковой кислоты - HF .

Являясь раствором газообразного фтористого водорода в воде, плавиковая кислота представляет собой едкую бесцветную прозрачную жидкость с резким запахом. Эта кислота неорганическая, с высоким уровнем химической активности. Получается она, в основном, в результате реакции флюорита кальцияс серной кислотой в печах (шнековых и трубчатых вращающихся) при температуре 120‑180 0 С. В лабораторных условиях её можно получить при термическом разложении гидрофторидов.

Свойства плавиковой кислоты. Она является кислотой средней силы, обладающей особыми химическими свойствами. Взаимодействуя с водой, выделяет много тепла. Очень быстро испаряется. Точка замерзания воды значительно снижается даже при небольшой её примеси. Её можно смешивать не только с водой, но и с другими кислотами. Она обладает способностью взаимодействовать со многими элементами и растворять многие неорганические вещества, в том числе и стекло. Вступает в реакцию с большинством металлов. Некоторые металлы она растворяет с образованием фторидов. Не растворяются в ней свинец, золото, палладий и платина.Нет взаимодействия у неё с пластмассами, парафином, каучуковыми материалами.

Плавиковая кислота применяется в различных отраслях промышленности, в том числе в таких, как горнодобывающая, нефтехимическая, химическая, биохимическая, металлургия (чёрная и цветная), микроэлектроника, и других. Она используется в производстве полупроводников, алюминия, фтористых соединений и фтора чистого, разных химических реагентов, фигурных изделий из стекла, отделочных и строительных материалов и различных бытовых предметов, в обработке различных, используемых в промышленности материалов, для дезинфекции и очистки воды, а также в различных других производственных сферах.

Применять плавиковую кислоту необходимо с осторожностью, используя средства индивидуальной защиты (плотно прилегающие к коже очки, резиновые перчатки, защитную одежду, респиратор) и соблюдая правила техники безопасности. Являясь жидкостью очень агрессивной, с насыщенными парами, она опасна для человека. При попадании на кожу и слизистые человека она разрушает их,оставляя ожоги. Этой кислотой и её парами запускаются мутагенные процессы в крови человека.

Плавиковая кислота в стоматологии применяется сравнительно недавно. В недалёком прошлом для зубопротезирования применялись традиционные стоматологические цементы. От прочности керамического каркаса, тогда, зависела и прочность протезов. После появления новых методов крепления керамики ситуация изменилась коренным образом.В 1983 году был разработан и внедрён метод травления поверхности стоматологической керамики плавиковой кислотой. При такой обработке, площадь склеивания увеличивается за счёт того, что поверхность становится шероховатой. В результате, создаётся очень прочное склеивание приведённых в контакт разнородных поверхностей.

Для хранения плавиковой кислоты нельзя использовать ёмкости из силикатных материалов и неорганического стекла, так как она разъедает эти материалы.Могут использоваться ёмкости из парафина, пластмасс, эбонита, свинца, органического стекла, хлорвинила, фторопласта, платины, атак же закрытые плотно ёмкости футерованные (облицованные материалом стойким к воздействию плавиковой кислоты).

Купить плавиковую кислоту в Украине на выгодных условиях с быстрой доставкой по всей Украине можно в магазине «Химэлемент».

Плавиковая кислота (фтороводородная кислота ) - водный раствор фтороводорода (HF). Промышленностью выпускается в виде 40 % (чаще), а также 50 % и 72 % растворов. Название «плавиковая кислота» происходит от плавикового шпата, из которого получают фтороводород.
Физические свойства
Растворение фтористого водорода в воде сопровождается довольно значительным выделением тепла (59 кДж/моль). Характерно для него образование содержащей 38,3 % НF и кипящей при 112 °C азеотропной смеси (по другим данным 37,5 % и т. кип. 109 °C). Такая азеотропная смесь получается в конечном счете при перегонке как крепкой, так и разбавленной кислоты.

При низких температурах фтористый водород образует нестойкие соединения с водой состава Н2О·НF, Н2О·2НF и Н2О·4НF. Наиболее устойчиво из них первое (т. пл. 35 °C), которое следует рассматривать как фторид оксония - [Н3O]F. Второе является гидрофторидом оксония [Н3O].
Химические свойства
Это кислота средней силы (константа диссоциации составляет 6,8·104, степень диссоциации 0,1 н. раствора 9 %). Как и фтороводород, она разъедает стекло и другие силикатные материалы, поэтому плавиковую кислоту хранят и транспортируют в полиэтиленовой таре.

Реакция идёт по уравнению:SiO2 + 4HF SiF4 + 2H2O

с выделением газообразного фторида кремния (SiF4).

Реагирует со многими металлами с образованием фторидов (свинец не растворяется во плавиковой кислоте, так как на поверхности его образуется нерастворимый фторид PbF2; платина и золото также не растворяются), не действует на парафин, который используют при хранении этой кислоты.
Техническая плавиковая кислота
Техническая плавиковая кислота обычно содержит ряд примесей - Fе, Рb, Аs, кременфтористоводородную кислоту Н2SiF6, SO2) и др.

Для грубой очистки ее перегоняют в аппаратах из платины или свинца, отбрасывая первые порции дистиллята.

Для получения более чистой кислоты техническую кислоту переводят в бифторид калия, затем разлагают его нагреванием, растворяя фтористый водород в дистиллированной воде.

Крепкая плавиковая кислота (более 60 % НF) может сохраняться и транспортироваться в стальных емкостях. Для хранения плавиковой кислоты и работы с ней в лабораторных условиях наиболее удобны сосуды из тефлона, полиэтилена и других пластмасс.
Применение
Для травления силикатного стекла (прозрачное травление в растворе, матовое - в парах плавиковой кислоты)
В составе травильных, травильно-полировальных смесей, растворов для электрохимической обработки нержавеющей стали и специальных сплавов
Получение фторидов, кремнефторидов и борфторидов, а также соответствующих кислот (кремнефтористоводородная кислота и борфтористоводородная кислота).

Токсические свойства
Плавиковая кислота сильно ядовита. Обладает слабым наркотическим действием. Возможны острые и хронические отравления с изменением крови и кроветворных органов, органов пищеварительной системы, отёк легких.

Обладает выраженным ингаляционным действием, раздражающим действием на кожу и слизистые оболочки глаз (вызывает болезненные ожоги и изъязвления); кожно-резорбтивным, эмбриотропным, мутагенным и кумулятивным действием. Ей присвоен второй класс опасности для окружающей среды.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) плавиковой кислоты:

Применение
Раствор фтороводорода применяется для прозрачного травления стекла (например, нанесение надписей, для этого стекло покрывают парафином, прорезая отверстия для травления). Матовое травление получают в парах фтороводорода.

Крупный потребитель фтористоводородной кислоты - алюминиевая промышленность.

Кроме того, плавиковую кислоту используют:

Для травления кремния в полупроводниковой промышленности

В составах для травления чугуна и нержавеющих сталей

Для получения фторорганических соединений, неорганических фторидов, синтетических смазочных масел и пластических масс

Для растворения силикатов при различного рода анализах.

Плавиковая кислота чаще всего производится в виде 40 %-го раствора, но иногда встречаются 50 % и даже 72 % растворы. Еще ее называют фтористоводородной кислотой или водным раствором фтороводорода. Ее наименование образовалось от из которого, в свою очередь, получают фтороводород.

Формула ее HF. Визуально она представляет собой бесцветную жидкость, обладает 20.0063 г/моль и плотностью - 1,15 г/см³. Для нее характерны температуры: плавления - 83,6°С, кипения - 19,5°С. Она негорючая и очень токсичная.

Какими особенностями обладает плавиковая кислота? Формула этого вещества говорит о том, что в ее состав входит фтор и водород. Ее относят ко второму классу опасности, так как образующийся при диссоциации фтор токсичен и опасен для окружающей нас среды.

При растворении данной кислоты в воде выделяется тепло в количестве 59,1 кДж/моль. Она вступает в реакцию со многими металлами, образуя при этом фториды. Интересен такой факт, что даже небольшая часть этой кислоты способна понижать стандартную точку замерзания воды. При низкой температуре образует следующее соединение с водой Н2О·HF, Н2О·2HF и Н2О·4HF.

Несмотря на то, что плавиковая кислота относится к средним по силе кислотам, она разъедает стеклянную и силикатную тару. Кроме того, она является единственным из своего класса веществом, которое взаимодействует с оксидом кремния SiO(2). Этот оксид, в свою очередь, представляет собой основной материал, используемый для производства стекла. Кислота плавиковая не воздействует на парафин, поэтому он широко используется при ее хранении. В настоящее время ее перевозят и хранят только в полиэтиленовой упаковке или в выполненной из каучука и свинца таре. Высокой концентрации (60 %) кислота может перевозиться в прочных емкостях, изготовленных из стали.

Металлы, которые не растворяются в ней, это: свинец, платина и золото. Техническая плавиковая кислота содержит несколько примесей, среди которых наиболее распространенными являются такие, как Fe, Rb, As, а также Н2SiF6, SO2. Хорошей очистки кислоту получают путем перевода ее в гидродифторид калия. Далее его разлагают нагреванием и растворяют фтористый водород в воде.

При работе в лабораториях используют посуду и емкости из полиэтилена и тефлона, а большие объемы фтороводородной кислоты сохраняются в стальных, плотных, герметично закрытых танках, а также цистернах или в баллонах аммиачного типа, которые обязательно имеют в наличии защитную окраску.

Плавиковая кислота опасна для здоровья человека. У нее слабое наркотическое воздействие на психику. Если по какой-либо причине она попала в кровь, в этом случае не избежать тяжелой формы отравления с изменением функций пищеварительной системы и отека легких. Еще кислота плавиковая может привести к нарушению деятельности сердца и общей интоксикации организма.

При попадании на кожу или в глаза она вызывает болезненные ожоги даже при небольшой концентрации. Особенно неприятны последствия при проникновении кислоты под ногти, поэтому работать с ней необходимо только в перчатках и под хорошей вытяжкой.

Если все-таки на кожу попала кислота, то срочно промойте ее под струей воды и обработайте глюконатом кальция 2,5 % в виде геля. Но на этом нельзя останавливаться, следует срочно обратиться к врачу. Он назначит с хлоридом кальция.

Где же применяют эту опасную кислоту? В настоящее время ее активно используют при разрушении горных пород из силиката, для растворения металлов, таких как ниобий, тантал и цирконий. Она выступает в качестве катализатора при гидрировании и дегидрировании, а также при производстве фторопластов, хладонов и фторсульфоновой кислоты. Нашла она свое применение и в нефтяной промышленности. Ею обрабатывают нефтяные скважины для повышения нефтедобычи.

Реакция идёт с выделением газообразного фторида кремния (SiF 4):

Невозможно разобрать выражение (Выполняемый файл texvc не найден; См. math/README - справку по настройке.): \mathsf{Na_2O \cdot CaO \cdot 6SiO_2 + 28HF \rightarrow Na_2SiF_6 + CaSiF_6 + 4SiF_4\uparrow + 14H_2O} .

Реагирует со многими металлами с образованием фторидов (свинец не растворяется в плавиковой кислоте, так как на его поверхности образуется нерастворимый фторид PbF 2 ; платина , палладий и золото также не растворяются), не действует на парафин , который используют при хранении этой кислоты.

Техническая плавиковая кислота

Техническая плавиковая кислота обычно содержит ряд примесей - Fe, Rb, As, кремнефтористоводородную кислоту Н 2 SiF 6 , SO 2 и др.

Для грубой очистки её перегоняют в аппаратах из платины или свинца, отбрасывая первые порции дистиллята .

Для получения более чистой кислоты техническую кислоту переводят в гидрофторид калия , затем разлагают его нагреванием, растворяя фтористый водород в дистиллированной воде.

Крепкая плавиковая кислота (более 60 % HF) может сохраняться и транспортироваться в стальных ёмкостях. Для хранения плавиковой кислоты и работы с ней в лабораторных условиях наиболее удобны сосуды из тефлона , полиэтилена и других пластмасс.

Применение

Крупный потребитель фтороводородной кислоты - алюминиевая промышленность .

Раствор фтороводорода применяется для прозрачного травления силикатного стекла (например - нанесение надписей - для этого стекло покрывают парафином , прорезая отверстия для травления). Матовое травление получают в парах фтороводорода.

Для травления кремния в полупроводниковой промышленности .

В составе травильных, травильно-полировальных смесей, растворов для электрохимической обработки нержавеющей стали и специальных сплавов.

Получение фторидов , кремнефторидов и борфторидов , фторорганических соединений, а также соответствующих кислот (кремнефтороводородная кислота и борфтороводородная кислота), синтетических смазочных масел и пластических масс .

Для растворения силикатов при различного рода анализах.
В процессе алкилирования, в качестве катализатора в реакции изобутана и олефина .

Токсические свойства

Обладает выраженным эффектом при вдыхании, раздражающим действием на кожу и слизистые оболочки глаз (вызывает болезненные ожоги и изъязвления); кожно-резорбтивным, эмбриотропным, мутагенным и кумулятивным действием . Ей присвоен второй класс опасности для окружающей среды; чистый фтороводород также принадлежит ко второму классу опасности .

При попадании на кожу в первый момент не вызывает сильной боли, легко и незаметно всасывается, но через короткое время вызывает отёк , боль , химический ожог и общетоксическое действие. Симптомы от воздействия слабо концентрированных растворов могут появиться через сутки и даже более после попадания их на кожу.

При попадании в кровь через кожу связывает кальций крови и может вызвать нарушение сердечной деятельности. Ожоги площадью более чем 160 см 2 опасны возможными системными токсическими проявлениями.

Токсичность плавиковой кислоты и её растворимых солей предположительно объясняется способностью свободных ионов фтора связывать биологически важные ионы кальция и магния в нерастворимые соли (см. Отравление фторидами (англ.) ). Поэтому для лечения последствий воздействия плавиковой кислоты часто используют глюконат кальция , как источник ионов Ca 2+ . Пострадавшие участки при ожогах плавиковой кислотой промываются водой и обрабатываются 2,5 % гелем глюконата кальция . Тем не менее, поскольку кислота проникает сквозь кожу, простого промывания недостаточно и необходимо обращение к врачу для проведения лечения . Высокую эффективность показали внутриартериальные инфузии хлорида кальция .

Предельно допустимая концентрация (ПДК) плавиковой кислоты:

Реакция идёт с выделением газообразного фторида кремния (SiF 4):

$\mathsf{Na_2O \cdot CaO \cdot 6SiO_2 + 28HF \rightarrow Na_2SiF_6 + CaSiF_6 + 4SiF_4\uparrow + 14H_2O}$ .

Техническая плавиковая кислота

Для грубой очистки её перегоняют в аппаратах из платины или свинца, отбрасывая первые порции дистиллята .

Применение

Крупный потребитель фтороводородной кислоты - алюминиевая промышленность .

Раствор фтороводорода применяется для прозрачного травления силикатного стекла (например - нанесение надписей - для этого стекло покрывают парафином , прорезая отверстия для травления). Матовое травление получают в парах фтороводорода.

Для травления кремния в полупроводниковой промышленности .

В составе травильных, травильно-полировальных смесей, растворов для электрохимической обработки нержавеющей стали и специальных сплавов.

Получение фторидов , кремнефторидов и борфторидов , фторорганических соединений, а также соответствующих кислот (кремнефтороводородная кислота и борфтороводородная кислота), синтетических смазочных масел и пластических масс .

Для растворения силикатов при различного рода анализах.
В процессе алкилирования, в качестве катализатора в реакции изобутана и олефина .

Токсические свойства

Предельно допустимая концентрация (ПДК) плавиковой кислоты:

Напишите отзыв о статье "Плавиковая кислота"

Примечания

Отрывок, характеризующий Плавиковая кислота

Илья Андреич одобривал сзади кружка; некоторые бойко поворачивались плечом к оратору при конце фразы и говорили:
– Вот так, так! Это так!
Пьер хотел сказать, что он не прочь ни от пожертвований ни деньгами, ни мужиками, ни собой, но что надо бы знать состояние дел, чтобы помогать ему, но он не мог говорить. Много голосов кричало и говорило вместе, так что Илья Андреич не успевал кивать всем; и группа увеличивалась, распадалась, опять сходилась и двинулась вся, гудя говором, в большую залу, к большому столу. Пьеру не только не удавалось говорить, но его грубо перебивали, отталкивали, отворачивались от него, как от общего врага. Это не оттого происходило, что недовольны были смыслом его речи, – ее и забыли после большого количества речей, последовавших за ней, – но для одушевления толпы нужно было иметь ощутительный предмет любви и ощутительный предмет ненависти. Пьер сделался последним. Много ораторов говорило после оживленного дворянина, и все говорили в том же тоне. Многие говорили прекрасно и оригинально.
Издатель Русского вестника Глинка, которого узнали («писатель, писатель! – послышалось в толпе), сказал, что ад должно отражать адом, что он видел ребенка, улыбающегося при блеске молнии и при раскатах грома, но что мы не будем этим ребенком.
– Да, да, при раскатах грома! – повторяли одобрительно в задних рядах.
Толпа подошла к большому столу, у которого, в мундирах, в лентах, седые, плешивые, сидели семидесятилетние вельможи старики, которых почти всех, по домам с шутами и в клубах за бостоном, видал Пьер. Толпа подошла к столу, не переставая гудеть. Один за другим, и иногда два вместе, прижатые сзади к высоким спинкам стульев налегающею толпой, говорили ораторы. Стоявшие сзади замечали, чего не досказал говоривший оратор, и торопились сказать это пропущенное. Другие, в этой жаре и тесноте, шарили в своей голове, не найдется ли какая мысль, и торопились говорить ее. Знакомые Пьеру старички вельможи сидели и оглядывались то на того, то на другого, и выражение большей части из них говорило только, что им очень жарко. Пьер, однако, чувствовал себя взволнованным, и общее чувство желания показать, что нам всё нипочем, выражавшееся больше в звуках и выражениях лиц, чем в смысле речей, сообщалось и ему. Он не отрекся от своих мыслей, но чувствовал себя в чем то виноватым и желал оправдаться.
– Я сказал только, что нам удобнее было бы делать пожертвования, когда мы будем знать, в чем нужда, – стараясь перекричать другие голоса, проговорил он.
Один ближайший старичок оглянулся на него, но тотчас был отвлечен криком, начавшимся на другой стороне стола.
– Да, Москва будет сдана! Она будет искупительницей! – кричал один.
– Он враг человечества! – кричал другой. – Позвольте мне говорить… Господа, вы меня давите…

В это время быстрыми шагами перед расступившейся толпой дворян, в генеральском мундире, с лентой через плечо, с своим высунутым подбородком и быстрыми глазами, вошел граф Растопчин.
– Государь император сейчас будет, – сказал Растопчин, – я только что оттуда. Я полагаю, что в том положении, в котором мы находимся, судить много нечего. Государь удостоил собрать нас и купечество, – сказал граф Растопчин. – Оттуда польются миллионы (он указал на залу купцов), а наше дело выставить ополчение и не щадить себя… Это меньшее, что мы можем сделать!
Начались совещания между одними вельможами, сидевшими за столом. Все совещание прошло больше чем тихо. Оно даже казалось грустно, когда, после всего прежнего шума, поодиночке были слышны старые голоса, говорившие один: «согласен», другой для разнообразия: «и я того же мнения», и т. д.
Было велено секретарю писать постановление московского дворянства о том, что москвичи, подобно смолянам, жертвуют по десять человек с тысячи и полное обмундирование. Господа заседавшие встали, как бы облегченные, загремели стульями и пошли по зале разминать ноги, забирая кое кого под руку и разговаривая.
– Государь! Государь! – вдруг разнеслось по залам, и вся толпа бросилась к выходу.
По широкому ходу, между стеной дворян, государь прошел в залу. На всех лицах выражалось почтительное и испуганное любопытство. Пьер стоял довольно далеко и не мог вполне расслышать речи государя. Он понял только, по тому, что он слышал, что государь говорил об опасности, в которой находилось государство, и о надеждах, которые он возлагал на московское дворянство. Государю отвечал другой голос, сообщавший о только что состоявшемся постановлении дворянства.
– Господа! – сказал дрогнувший голос государя; толпа зашелестила и опять затихла, и Пьер ясно услыхал столь приятно человеческий и тронутый голос государя, который говорил: – Никогда я не сомневался в усердии русского дворянства. Но в этот день оно превзошло мои ожидания. Благодарю вас от лица отечества. Господа, будем действовать – время всего дороже…
Государь замолчал, толпа стала тесниться вокруг него, и со всех сторон слышались восторженные восклицания.
– Да, всего дороже… царское слово, – рыдая, говорил сзади голос Ильи Андреича, ничего не слышавшего, но все понимавшего по своему.
Из залы дворянства государь прошел в залу купечества. Он пробыл там около десяти минут. Пьер в числе других увидал государя, выходящего из залы купечества со слезами умиления на глазах. Как потом узнали, государь только что начал речь купцам, как слезы брызнули из его глаз, и он дрожащим голосом договорил ее. Когда Пьер увидал государя, он выходил, сопутствуемый двумя купцами. Один был знаком Пьеру, толстый откупщик, другой – голова, с худым, узкобородым, желтым лицом. Оба они плакали. У худого стояли слезы, но толстый откупщик рыдал, как ребенок, и все твердил:
– И жизнь и имущество возьми, ваше величество!
Пьер не чувствовал в эту минуту уже ничего, кроме желания показать, что все ему нипочем и что он всем готов жертвовать. Как упрек ему представлялась его речь с конституционным направлением; он искал случая загладить это. Узнав, что граф Мамонов жертвует полк, Безухов тут же объявил графу Растопчину, что он отдает тысячу человек и их содержание.
Старик Ростов без слез не мог рассказать жене того, что было, и тут же согласился на просьбу Пети и сам поехал записывать его.
На другой день государь уехал. Все собранные дворяне сняли мундиры, опять разместились по домам и клубам и, покряхтывая, отдавали приказания управляющим об ополчении, и удивлялись тому, что они наделали.

Наполеон начал войну с Россией потому, что он не мог не приехать в Дрезден, не мог не отуманиться почестями, не мог не надеть польского мундира, не поддаться предприимчивому впечатлению июньского утра, не мог воздержаться от вспышки гнева в присутствии Куракина и потом Балашева.
Александр отказывался от всех переговоров потому, что он лично чувствовал себя оскорбленным. Барклай де Толли старался наилучшим образом управлять армией для того, чтобы исполнить свой долг и заслужить славу великого полководца. Ростов поскакал в атаку на французов потому, что он не мог удержаться от желания проскакаться по ровному полю. И так точно, вследствие своих личных свойств, привычек, условий и целей, действовали все те неперечислимые лица, участники этой войны. Они боялись, тщеславились, радовались, негодовали, рассуждали, полагая, что они знают то, что они делают, и что делают для себя, а все были непроизвольными орудиями истории и производили скрытую от них, но понятную для нас работу. Такова неизменная судьба всех практических деятелей, и тем не свободнее, чем выше они стоят в людской иерархии.
Теперь деятели 1812 го года давно сошли с своих мест, их личные интересы исчезли бесследно, и одни исторические результаты того времени перед нами.
Но допустим, что должны были люди Европы, под предводительством Наполеона, зайти в глубь России и там погибнуть, и вся противуречащая сама себе, бессмысленная, жестокая деятельность людей – участников этой войны, становится для нас понятною.
Провидение заставляло всех этих людей, стремясь к достижению своих личных целей, содействовать исполнению одного огромного результата, о котором ни один человек (ни Наполеон, ни Александр, ни еще менее кто либо из участников войны) не имел ни малейшего чаяния.
Теперь нам ясно, что было в 1812 м году причиной погибели французской армии. Никто не станет спорить, что причиной погибели французских войск Наполеона было, с одной стороны, вступление их в позднее время без приготовления к зимнему походу в глубь России, а с другой стороны, характер, который приняла война от сожжения русских городов и возбуждения ненависти к врагу в русском народе. Но тогда не только никто не предвидел того (что теперь кажется очевидным), что только этим путем могла погибнуть восьмисоттысячная, лучшая в мире и предводимая лучшим полководцем армия в столкновении с вдвое слабейшей, неопытной и предводимой неопытными полководцами – русской армией; не только никто не предвидел этого, но все усилия со стороны русских были постоянно устремляемы на то, чтобы помешать тому, что одно могло спасти Россию, и со стороны французов, несмотря на опытность и так называемый военный гений Наполеона, были устремлены все усилия к тому, чтобы растянуться в конце лета до Москвы, то есть сделать то самое, что должно было погубить их.